摘要:由动量守恒定律 (左)
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为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量),某同学选取了两个材质相同,体积不等的立方体滑块A和B,按下述步骤进行实验:
步骤1:在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣,以便二者相撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如图甲,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽,倾斜槽和水平槽由一小段弧连接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机;
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处,滑块A从斜槽某处由静止释放,同时开始频闪拍摄,直到A、B停止运动,得到一幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如图乙所示.

(1)由图分析可知,滑块A与滑块B碰撞发生的位置 .
①在P5、P6之间
②在P6处
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或读取的物理量是 .
①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上测得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式 .
(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议: .
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步骤1:在A、B的相撞面分别装上尼龙拉扣,以便二者相撞以后能够立刻结为整体;
步骤2:安装好实验装置如图甲,铝质轨道槽的左端是倾斜槽,右端是长直水平槽,倾斜槽和水平槽由一小段弧连接,轨道槽被固定在水平桌面上,在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机;
步骤3:让滑块B静置于水平槽的某处,滑块A从斜槽某处由静止释放,同时开始频闪拍摄,直到A、B停止运动,得到一幅多次曝光的数码照片;
步骤4:多次重复步骤3,得到多幅照片,挑出其中最理想的一幅,打印出来,将刻度尺紧靠照片放置,如图乙所示.
(1)由图分析可知,滑块A与滑块B碰撞发生的位置
①在P5、P6之间
②在P6处
③在P6、P7之间
(2)为了探究碰撞中动量是否守恒,需要直接测量或读取的物理量是
①A、B两个滑块的质量m1和m2
②滑块A释放时距桌面的高度
③频闪照相的周期
④照片尺寸和实际尺寸的比例
⑤照片上测得的S45、S56和S67、S78
⑥照片上测得的S34、S45、S56和S67、S78、S89
⑦滑块与桌面间的动摩擦因数
写出验证动量守恒的表达式
(3)请你写出一条有利于提高实验准确度或改进实验原理的建议:
(1)“验证动量守恒定律”的实验中,入射小球m1=15g,原来静止的被碰小球m2=10g,由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图1,可知入射小球碰撞前的m1v1是 ,入射小球碰撞后的m1v1′是 ,被碰小球碰撞后的m2v2'是 .由此得出结论

(2)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图2所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.
(3)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先 ,然后 ,让滑块带动纸带一起运动;
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如下图所示;
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.试完善实验步骤⑥的内容.
(4)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 kg?m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为 kg?m/s,设碰撞后粘在一起运动(保留三位有效数字).
(5)试说明(4)中两结果不完全相等的主要原因是 .
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(2)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图2所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.
(3)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如下图所示;
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.试完善实验步骤⑥的内容.
(4)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为
(5)试说明(4)中两结果不完全相等的主要原因是
在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量为m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻计数点时间间隔为0.04s),单位为cm,那么:
(1)纸带的
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
(3)从起点O到打下计数点B的过程中物体重力势能的减少量△EP=
(4)通过计算,数值上△Ek
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(1)纸带的
左
左
端与重物相连(填“左”或“右”)(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
4.25m/s
4.25m/s
.(3)从起点O到打下计数点B的过程中物体重力势能的减少量△EP=
2.28J
2.28J
,此过程中物体的动能的增加量△Ek=2.26J
2.26J
.(g取9.8m/s2)(4)通过计算,数值上△Ek
<
<
△EP(填“>”、“=”、“<”),这是因为重物下落过程中受到阻力作用
重物下落过程中受到阻力作用
.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的周期是0.02s,重锤的质量为1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记作O,另选连续的3个点B、C、D作为测量点.经测量知道B、C、D各点到O点的距离分别为62.86cm、70.03cm、77.60cm.根据以上数据可知重物由O点运动到C点,动能的增加量等于

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6.79
6.79
J(取3位有效数字),纸带的左
左
端连接重物(选填:“左”、“右”).(1)纸带的
左
左
(填“左”或“右”)端与重物相连;(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
1.76
1.76
m/s;(3)从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量△EK=
1.55
1.55
J,势能减少量△EP=1.56
1.56
J;(4)通过计算发现,数值上△EK
<
<
△EP(填“>”,“=”或“<”),这是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用.我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小,方法如下:先通过纸带测得下落的加速度a=9.5
9.5
m/s2.再根据牛顿第二定律计算出重锤在下落的过程中受到的平均阻力f=0.3
0.3
N.